FOCUS #4
로봇 시스템의 핵심 ‘그리퍼’
엑트엔지니어링이 전시한 슝크의 마그네틱 그리퍼(사진. 로봇기술)
그리퍼는 로봇의 역할을 결정짓는 핵심적인 구성 요소로, 워크피스의 형상과 로봇이 수행해야 하는 역할에 따라 그 형태가 결정된다. 이번 SF+AW 2022에서는 종래에 주로 사용해오던 공압 그리퍼와 협동로봇의 대두와 함께 시장이 점차 증가하고 있는 전동 그리퍼, 특수한 애플리케이션에서 성능이 극대화되는 마그네틱 그리퍼, 그리고 다품종 생산을 위한 유니버설 그리퍼까지 다양한 형태의 그리퍼들이 공개됐다.
슝크 공압 그리퍼가 적용된 엑트엔지니어링의 비전 트래킹 데모 시스템(사진. 로봇기술)
로봇 자동화 전문 기업 엑트엔지니어링은 이날 전시회에서 시바우라머신의 스카라로봇과 다관절로봇을 이용한 데모 시스템을 전시했다. 이 회사는 바이알 핸들링과 컨베이어 트래킹 데모 시스템을 통해 로봇 시스템 기술력과 더불어 자사에서 공급하고 있는 여러 타입의 슝크 그리퍼 제품군의 특징을 함께 소개했다.
이번 전시회에서 엑트엔지니어링은 공압과 전동, 마그네틱 방식의 그리퍼를 전시함으로써 슝크 그리핑 기술력의 볼륨을 알렸다.
특히 주목할 만한 그리핑 솔루션은 전동 그리퍼와 마그네틱 그리퍼이다. 민감한 바이알을 핸들링하는 시스템에서는 클린 환경에서 일정한 파지력으로 그리핑이 가능한 전동 그리퍼가 특히 적합하다. 엑트엔지니어링 최영수 대표이사는 “과거에는 비용 효율적이면서도 속도가 빠른 공압 그리퍼의 사용 비중이 높았지만, 전동 그리퍼의 그리핑 퍼포먼스가 지속적으로 높아지면서 전동 그리퍼의 여러 장점들이 부각되고 있다. 공압 배관이 필요 없고 소음이 적으면서도 에너지 효율이 높은 전동 그리는 공기의 압력 등 외부 환경에 영향을 받지 않고 일정한 그리핑 작업이 가능해 시장이 점차 확장되는 상황이다.”라고 설명했다.
엑트엔지니어링은 슝크 전동그리퍼를 이용해 민감한 바이알 핸들링 작업을 시연했다. (사진. 로봇기술)
한편 엑트엔지니어링은 다관절로봇에 마그네틱 그리퍼를 장착해 금속 기둥을 핸들링하는 데모도 함께 시연했다. 원기둥과 삼각기둥, 사각기둥 등 각기 다른 형상의 금속 기둥을 핸들링하는 이 데모 시스템은 금속 재질의 워크피스를 다루는 공정에서 마그네틱 그리퍼가 지닌 강점을 잘 나타낸다. 적정한 자력이 작용할 수 있는 면적만 있으면 워크피스의 형상에 구애받지 않고 핸들링이 가능하다. 최영수 대표이사는 “어느 정도 중량이 있는 금속 기둥을 그리핑해 로봇으로 흔드는 동작을 추가함으로써 슝크 마그네틱 그리퍼가 지닌 높은 가우스를 단적으로 보여줬다”라며 “높은 파지력과 더불어 슝크 마그네틱 그리퍼가 지닌 또 다른 강점은 파지력의 발생과 회수에 있어 딜레이가 거의 없다는 점이다. 자력을 발생시켜 워크피스를 파지하고, 내려놓은 뒤 다음 작업으로 이어지는 일련의 과정이 끊기지 않고 유려하게 연결되기 때문에 택 타임의 지연이 없다.”라고 설명했다.
마그네틱 그리퍼로 각기 다른 형상의 워크피스를 핸들링하는 모습(사진. 로봇기술)
제이에스이컴퍼니는 이번 전시회에서 독일 폼핸드(FORM HAND)의 유니버설 그리퍼를 SF+AW 2022에서 처음으로 공개했다. 특수한 입자로 내부가 충전된 패드 형태의 이 유니버설 그리퍼는 마치 메모리폼처럼 워크피스의 형상에 맞춰 파지하고, 그 상태에서 진공을 발생시켜 제품을 흡착한다.
유니버설 그리퍼의 강점은 정형화되지 않은 형상의 워크피스를 핸들링하거나 하나의 공정에서 각기 다른 여러 제품을 핸들링할 때 발휘된다. 제품 자체의 비용은 높은 편이나 워크피스의 형상을 일일이 측정해 티칭에 반영할 필요가 없어 자동화 공정에 빠르게 통합될 수 있고, 다품종 핸들링 작업을 위해 ATC나 여러 종류의 그리퍼를 구비할 필요가 없어 에너지와 유지관리비용을 절감할 수 있다.
제이에스이컴퍼니가 공개한 다품종 핸들링에 최적화된 유니버설 그리퍼(사진. 로봇기술)
유니버설 그리퍼는 3, 8, 25㎏까지 들어 올릴 수 있는 3가지 모델로 제공되며, 워크피스의 형태에 따라 각각의 모델을 조합해 하나의 그리핑 시스템으로 구성하는 모듈식 확장이 가능하다. 아울러 그리핑 작업 외에도 워크피스를 고정하는 클램핑 역할로도 확장이 가능해 다각적인 측면에서 효용성이 높다. 제이에스이컴퍼니 백승주 대표이사는 “자동차 판금이나 섀시, 헤드램프 등 굴곡으로 인해 그리핑이 어려운 여러 분야에 해답을 제시하는 아이템”이라고 소개했다.
한편 종래의 그리퍼 제품을 새롭게 디자인해 틈새시장을 찾는 기업도 있다. 하비스탕스가 그 주인공이다. 하비스탕스는 이번 SF+AW 2022에서 이전에 선보였던 3D프린팅 진공 그리퍼를 본격적으로 제품화하고, 3D프린팅 기술로 사용자가 원하는 진공 그리퍼를 맞춤 디자인할 수 있는 온라인 제조 서비스 ‘그립팜(Gripalm)’과 함께 소개했다.
MINI INTERVIEW
하비스탕스 임승재 대표이사(사진. 로봇기술)
Q. 그립팜은 어떤 플랫폼인가.
A. 협동로봇의 종류와 작업물 형상에 따라 고객별 맞춤화할 수 있는 맞춤형 3D프린팅 진공 그리퍼 온라인 주문 제조 서비스이다. 고객이 온라인에서 작업물과 작업 조건에 따라 언제 어디서나 맞춤형 그리퍼의 자동 설계 및 3D프린팅 제조를 할 수 있는 온라인 플랫폼으로서, 기존 자동화 공정에서 협동로봇 도입 시 겪고 있는 그리퍼에 대한 페인 포인트(그리퍼의 경량화, 도입 비용, 가공 제약)를 3D프린팅의 설계 자유도, 재료 변경, 개별 생산이라는 장점을 활용해 고객에게 온라인으로 제공한다.
Q. 그립팜의 특징은.
A. 그립팜 서비스는 단순히 설계, 주문, 결제를 온라인으로 옮겨 놓은 것이 아니라, 그리퍼 설계에 그동안의 사례와 테스트를 통해 축척된 기술력으로 보디 내부에 진공 채널을 삽입하고, 로봇의 최대 가반 하중과 작업물의 무게를 경계 조건으로 한 구조 해석 결과 데이터를 반영한 최적화된 형상으로 표준화했다.
하비스탕스가 선보인 3D프린팅 그리퍼(사진. 로봇기술)
개발된 그리퍼는 메인 보디와 익스텐션 바로 구분되며, 고객의 작업물 스펙과 작업 조건을 입력하면, 이에 따라 메인 보디와 익스텐션바 형태가 변경돼 맞춤화된 그리퍼가 생성된다. 이렇게 생산된 그리퍼는 로봇과 연결되는 플렌지만 변경하면 모든 협동로봇 및 산업용 로봇에서 사용할 수 있다.
Q. 내구성 측면에서 문제는 없는지.
A. 인증기관을 통해 압축 강도와 인장 강도, 피로 강도 테스트를 모두 만족해 3D프린팅 기반 제품이 지닌 선입견도 극복했다. 이 서비스는 국가 연구 개발 과제를 통해 개발한 것으로, 별도의 성능평가 지표 역시 모두 만족했고, 특허 출원을 마쳤다,
